Pour l’année 2021-2022, le thème TIPE commun aux filières MP, PC, PSI, PT, TSI, TPC, BCPST et TB est intitulé : santé, prévention.
Les travaux pourront s’intéresser à toute approche scientifique ou technologique qui permette de surveiller, prévoir, modéliser ou protéger la santé, individuelle ou collective, qu’elle soit humaine, végétale ou animale.
Suggestions de travail à effectuer pendant les vacances (remarque : vous ne pourrez pas tout faire, ciblez vos besoins prioritaires, puis planifiez votre travail) :
– Reprendre les cours : revoir les points non compris / difficiles ; relire ses fiches / rédiger les fiches manquantes.
– Refaire quelques exercices ciblés pour les chapitres qui posent problème en priorité. Aborder éventuellement des exercices un peu plus difficiles ou des résolutions de problème en autonomie, en s’aidant de la correction.
– reprendre les devoirs surveillés : refaire les questions non réussies et faire les questions non abordées.
– en prévision de la suite du cours de 2ème année, réviser les parties suivantes du programme de 1ère année : statique des fluides (en priorité, voir exercices d’entraînement dans le cahier de texte de la semaine 8) et optique (seulement si le temps vous le permet).
– faire le DM de physique (à rendre le mardi 16/11)
– Statique des fluides : révisions de PCSI (cours et exercices)
– Mécanique des fluides 1 : Cinématique des fluides (cours, et exercices d’applications simples) → MF1_plan
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A l’attention des interrogateurs, suggestions de questions de cours :
T3 : Établir l’équation de diffusion thermique à 1D, en géométrie cartésienne, sans terme source.
T3 : Donner les ODG des conductivités thermiques de l’acier, de l’eau, du béton, de l’air.
T4 : Donner la définition d’un corps noir et faire une application numérique sur la loi de Stefan ou Wien (la loi étant fournie).
T4 : Expliquer qualitativement le principe de l’effet de serre.
SF : Citer la relation fondamentale de la statique des fluides. L’intégrer pour exprimer l’évolution de la pression avec l’altitude P=P(z) : 1) pour un fluide incompressible (ρ=cte) dans le champ de pesanteur uniforme 2) dans le cas du modèle de l’atmosphère isotherme.
MF1 : Établir l’expression de la dérivée particulaire de la masse volumique ρ.
MF1 : En coordonnées cartésiennes, donner l’expression de grad(φ), div(v), rot(v), (v.grad)ρ, (v.grad)v en coordonnées cartésiennes (où v est le champ – vectoriel – de vitesse). Préciser quels champs sont scalaires et quels champs sont vectoriels.
MF1 : Établir l’équation locale de conservation de la masse à 1D, en géométrie cartésienne.
______ A l’attention des étudiants :
– pour le chapitre MF1, les exercices de base à savoir faire pour cette semaine de colles sont : ex 1 à 6
– pour les révisions de statique des fluides vous pouvez vous entraîner sur des exercices / problèmes de la fiche suivante : MF0_ex (correction : MF0_ex_cor et MF0_pb2_cor)
– Pour mercredi 10/11 : MF1 exercices 4, 5 et 6 à travailler avec la correction
Travaux pratiques
TP Mesure d’une vitesse par décalage Doppler
Cours
Mécanique des fluides 1 : Cinématique des fluides (→ V.3)
Pour compléter le chapitre :
– Sur l’interprétation du rotationnel (à partir de 4:30) :
– Superbe vidéo (4 min) de Dianna Cowern (alias Physics Girl), qui a étudié au prestigieux Massachussetts Institute of Technology, et qui partage désormais sa passion de la physique sur Youtube notamment (utiliser les sous-titres en anglais si besoin) :
– Statique des fluides : révisions de PCSI (cours, uniquement sur la question ci-dessous)
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A l’attention des interrogateurs, suggestions de questions de cours :
T2 : Établir l’équation de diffusion de particules à 1D, en géométrie cartésienne, sans terme source (en moins de 15 min, 8 min dans l’idéal).
T2 : Écrire l’équation de diffusion de particules (1D, géométrie cartésienne, sans terme source) et l’analyser en ODG pour relier les échelles caractéristiques spatiales et temporelles. AN.
T3 : Établir l’équation de diffusion thermique à 1D, en géométrie cartésienne, sans terme source (en moins de 15 min, 8 min dans l’idéal).
T3 : Donner les ODG des conductivités thermiques de l’acier, de l’eau, du béton, de l’air.
T4 : Donner la définition d’un corps noir et faire une application numérique sur la loi de Stefan ou Wien (la loi étant fournie).
T4 : Expliquer qualitativement le principe de l’effet de serre.
SF : Citer la relation fondamentale de la statique des fluides. L’intégrer pour exprimer l’évolution de la pression avec l’altitude P=P(z) : 1) pour un fluide incompressible (ρ=cte) dans le champ de pesanteur uniforme 2) dans le cas du modèle de l’atmosphère isotherme.
______ A l’attention des étudiants :
– pour le chapitre T3, maîtriser les exercices 1 à 4, comprendre le 5 ; chapitre T4 : bien s’entraîner sur l’exercice 4
– Pour mercredi 20/10 : T3 finir ex 5 ; T4 : ex 1 et 4
Travaux pratiques
TP Mesure d’une vitesse par décalage Doppler
Cours
Thermodynamique 3 :Diffusion thermique (→ fin)
Thermodynamique 4 : Rayonnement thermique (→ fin)
Pour compléter le chapitre :
– Rapport spécial du GIEC d’octobre 2018 : résumé à l’attention des décideurs politiques : sr15_spm_final
– Rapport spécial du GIEC de septembre 2019 (océan et cryosphère) : résumé à l’attention des décideurs politiques : ici
– vidéo de la chaîne Science étonnante (David Louapre) sur le réchauffement climatique (2015, 17 min) :
– si vous avez le temps, consultez les écrits / conférences vidéo très instructifs(ives) de Jean-Marc Jancovici (enseignant à Mines-Paritech, ingénieur consultant en énergie / climat) notamment sur les liens énergie / climat / économie :
Programme de colles de la semaine 7 du 11/10 au 15/10
– Thermodynamique 0 : révisions de tout le programme de 1ère année (exercices)
– Thermodynamique 1 : Systèmes ouverts en régime stationnaire (cours et exercices) → T1_plan
– Thermodynamique 2 : Diffusion de particules (cours et exercices) → T2_plan
– Thermodynamique 3 : Diffusion thermique (en cours seulement, sur les deux questions ci-dessous uniquement) → T3_plan
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A l’attention des interrogateurs, suggestions de questions de cours :
T1 : Démontrer le premier principe industriel (doit être fait en moins de 15 min, dans l’idéal : 10 min)
T2 : Établir l’équation de diffusion de particules à 1D, en géométrie cartésienne, sans terme source (en moins de 15 min, 8 min dans l’idéal).
T2 : Écrire l’équation de diffusion de particules (1D, géométrie cartésienne, sans terme source) et l’analyser en ODG pour relier les échelles caractéristiques spatiales et temporelles. AN.
T3 : Établir l’équation de la diffusion thermique à 1D, en géométrie cartésienne, sans terme source
T3 : Donner les ODG des conductivités thermiques de l’acier, de l’eau, du béton, de l’air.
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A l’attention des étudiants :
– pour le chapitre T2, bien travailler les exercices 5 et 6
– pour le mercredi 13/10, T2 ex 4, T1 ex 1
Travaux pratiques
TP Oscillateur à pont de Wien
Cours
Thermodynamique 2 : Diffusion de particules (→ fin)
Thermodynamique 3 : Diffusion thermique (→ III.1)
Pour un point de vue différent et une compréhension plus profonde des équations différentielles et équations aux dérivées partielles, voir l’excellente série de vidéos de « 3blue1brown » sur le sujet (DE1, DE2, DE3…).
La deuxième se focalise sur l’équation de diffusion thermique et explique notamment pourquoi celle-ci fait apparaître une dérivée spatiale seconde ! (de 3:31 à 13:16)
La troisième s’intéresse aux solutions :
Travail à faire
Pour mercredi : Lire l’application de T1, T2 finir les ex 2 et 3
Pour jeudi : T2 ex 5 et exercice de cours
Pour vendredi : T2 ex 6 et comprendre doc 10 et 11
Somme de plusieurs ous-espaces vectoriels. Décomposition en une somme (finie) de plusieurs sous-espaces vectoriels. Base adaptée à une somme directe. Dimension d’une somme directe. exercice(s) 1, 3
III) Sous-e.v. stables par une application linéaire, matrices par blocs :
Définition, caractérisation matricielle des sous-ev stables.
exercice(s) 5,2, 7
Déterminants. Calculs par blocs.
exercice(s) 8, 9, 10, 11, 12
Matrices semblables, déterminants de matrices semblables.
